Algoritmo di estrazione di Ethereum

Il principio di funzionamento di Ethash

Il team di sviluppo di Ethereum ha introdotto il proprio algoritmo sulla base di sviluppi precedenti. Il lavoro di Ethash è completamente diverso dal meccanismo originale, ma i principi di base rimangono gli stessi. L'algoritmo utilizza una struttura di dati che è stata calcolata secondo una specifica regola aritmetica ed è correlata alla lunghezza attuale della blockchain (più transazioni avvengono nella rete, più veloce diventa). Questo array di informazioni è chiamato DAG. Viene aggiornato dopo 30 mila blocchi (una volta ogni 5-6 giorni). Il principio di Ethash può essere descritto in pochi passaggi:

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1. Un meccanismo simile a quello di SHA-3 combina un'intestazione pre-elaborata, che viene preso dall'ultimo blocco (Header preprocessato), e il numero casuale attuale (Current Nonce). Si ottiene così una miscela iniziale di 128 byte (Mix 0).
2. La miscela 0 è necessaria per calcolare una pagina con 128 byte di dati dal DAG. Tutto questo viene formato in un blocco chiamato Get DAG Page.
3. Utilizzando una speciale funzione di miscelazione, il Mix 0 viene combinato con la pagina ottenuta dal DAG. In questo modo si forma la Miscela 1.
4. Le fasi #2 e #3 vengono ripetute 64 volte., ottenendo la Miscela 64.
5. Dopo tutti questi passaggi, Mix 64 viene elaborato. Il risultato è un mix più breve (Mix Digest) del peso di 32 byte.
6. Quindi Mix Digest viene confrontato con la soglia target (soglia di 32 byte). Se la miscela finale è inferiore o uguale a 32 byte, il Current Nonce viene convalidato e trasmesso alla rete Etherium. Se la miscela è maggiore, il Current Nonce sarà invalidato e l'algoritmo ripartirà con numeri diversi.

Questa operazione viene eseguita nella versione attuale della blockchain Etherium e utilizza le funzioni degli algoritmi di hashing Keccak-256 e Keccak-512. Lo standard SHA-3 è stato sviluppato sulla base di questi algoritmi.

Attrezzature per l'estrazione mineraria

Il mining di Ethereum è stato progettato in modo tale da essere redditizio solo quando viene eseguito con schede grafiche e GPU. Pertanto, fino al 2018, l'ETH non potrà essere estratto con gli ASIC.

Nel 2023, è possibile estrarre etherium utilizzando GPU e un circuito integrato per scopi speciali. Gli ASIC sono più efficienti delle GPU, ma se l'utente intende minare koin in un pool, anche le schede video vanno bene.

Per il mining su GPU in un pool, è necessario quanto segue:

• Un computer o un impianto di estrazione di koin con più GPU.
• OS per l'estrazione dell'etherium.
• Driver della GPU per consentire la comunicazione tra la GPU e il sistema operativo.
• Un portafoglio di criptovalute per conservare i premi.

Il mining con gli ASIC è più efficiente, ma i circuiti integrati costano di più. Questo hardware viene creato per produrre una moneta specifica. È importante capire su quale algoritmo viene estratto Ethereum e tenerne conto quando si sceglie l'attrezzatura per il mining. Ethereum è in fase di transizione verso il meccanismo di consenso PoS. Pertanto, investire in ASIC per il mining di ETH può essere inefficiente. Inoltre, i circuiti integrati speciali consumano molta energia e bisogna tenere conto delle bollette dell'elettricità.

Un minatore avrà meno costi se prende in considerazione altri tipi di apparecchiature per il mining di Ethereum: CPU e GPU.

Il primo tipo di hardware utilizza un'unità di elaborazione centrale (CPU) per estrarre i blocchi. La CPU è un'unità di elaborazione centrale. È progettata per eseguire una catena di istruzioni nel minor tempo possibile. Questo tipo di mining era molto popolare tra i migliori minatori di Ethereum, ma recentemente viene utilizzato sempre meno.

Le apparecchiature per il conio di koin basate su CPU sono molto popolari tra i principianti. Le CPU costano meno e sono più facili da usare. Tra gli svantaggi c'è il fatto che il processo di estrazione è molto lento: possono essere necessari mesi (e persino anni) prima che il ritorno sull'investimento sia evidente.

Il secondo metodo di conio di Ethereum utilizza un'unità di elaborazione grafica (GPU). Un'unità di elaborazione grafica è una scheda grafica che esegue il rendering (il processo di creazione di immagini) della grafica 3D e degli effetti visivi. L'hardware basato su GPU è superiore a quello basato su CPU in quasi tutti gli aspetti. Lo svantaggio di questo metodo è che i dispositivi GPU sono molto costosi. Le apparecchiature di mining su GPU possono costare da $3000 a $5000.

Indipendentemente dal tipo, tutti i sistemi di conio delle monete digitali sono costituiti da un alimentatore, una scheda madre, una scheda grafica, un dispositivo di raffreddamento e una struttura che collega il tutto.

Criptovalute basate sull'algoritmo Ethereum

La catena di blocchi più famosa che funziona con il meccanismo di mining Ethash è Ethereum. L'algoritmo è stato sviluppato per questo progetto e qui si è sempre evoluto. Il progetto Ethereum Classic, che è un forca dura della rete Ethereum, ha continuato a lavorare sul meccanismo Ethash.

Inoltre, molti partecipanti al mercato delle criptovalute utilizzano Ethereum gettoni (ad esempio Maker, DAI o Theter). monete stabili ). Pertanto, tutte queste unità digitali utilizzano l'algoritmo ETH. Altre altcoin che utilizzano Ethash sono MusiCoin o Callisto, per citare alcuni progetti.

Modifica dell'algoritmo di estrazione dell'ETH da PoW a PoS

Esistono due meccanismi di consenso e di mining più comuni per le criptovalute:

• Proof-of-Work (PoW). In questo caso, i nodi devono utilizzare tutta la potenza del loro hardware di calcolo. Se non lo fanno, ci sono poche possibilità di essere ricompensati per un blocco completato.
• Proof-of-Stake (PoS). Questo è il nome del meccanismo in cui le transazioni sono controllate da validatori (partecipanti autorizzati che hanno una certa quantità di monete nel loro conto. Per Ethereum - almeno 32 ETH).

Il PoW è caratteristico delle apparecchiature di mining, come le unità di elaborazione grafica (GPU), le unità di elaborazione centrale (CPU) e i circuiti integrati specializzati (ASIC). I dispositivi sono collegati alla blockchain in modo da poter tracciare, verificare e convalidare le transazioni. È importante ricordare che la rete è un sistema decentralizzato, quindi non esiste un unico centro di controllo. Le copie della blockchain sono ospitate su più dispositivi di proprietà dei partecipanti alla blockchain. Ciò consente di effettuare transazioni sicure, verificate e approvate dagli stessi utenti. Una transazione sulla rete non può essere alterata o interrotta. Le tracce di manomissioni e modifiche vengono visualizzate nei blocchi della catena. Il funzionamento delle maggiori criptovalute (Bitcoin, Ethereum) si basa sul meccanismo di consenso Proof-of-Work.

Tutte le azioni nelle reti PoS sono controllate dai validatori. Si tratta di utenti che possiedono grandi scorte di monete di una particolare rete. Gli altri partecipanti (stakers) ricevono commissioni dalle transazioni in proporzione al loro contributo. Il PoS non richiede un grande consumo di energia. Gli sviluppatori della rete Efirium intendono implementare questo meccanismo di consenso come base per il funzionamento della blockchain.

Nel 2016, Vitalik Buterin, il creatore di Efirium, ha dichiarato che il passaggio al PoS potrebbe essere ritardato fino al 2020. Di conseguenza, il cambiamento del meccanismo di consenso è stato rimandato più volte e poi è stato proposto di utilizzare un algoritmo ibrido di Proof-of-Work e Proof-of-Stake. Ethereum è stato circondato da reti di test, varie sidechain e altri meccanismi per passare a un modo diverso di confermare le transazioni.

Gli sviluppatori promettono che la rete ibrida inizierà a funzionare non prima della seconda metà del 2022. Inoltre, i creatori si aspettavano di passare al PoS entro un anno, ma in realtà ci stanno lavorando da più di 6 anni.

Nonostante non sia nota la data del passaggio definitivo di Ethereum al meccanismo di consenso Proof-of-Stake, gli utenti possono già pensare alle possibili conseguenze:

• Utenti vintoessere in grado di effettuare il mining su GPUI nuovi blocchi saranno estratti e verificati dai validatori che possiedono 32 ETH o più nei loro conti.
• Ci saranno punti deboli nella rete e opportunità di hackerare la catena.
• Molti utenti smetteranno di lavorare con la moneta. Poiché la partecipazione alla blockchain comporta un investimento significativo, anche il numero di clienti della rete diminuirà.
• Ci sarà il rischio di una forca durapoiché alcuni nodi non saranno d'accordo con le nuove regole. Una situazione simile si è verificata nel 2016, quando è nato Ethereum Classic.
• Il fatturato e le opportunità di guadagno aggiuntivo diminuiranno. Ciò è dovuto alla natura deflazionistica di Etherium, che sta già bruciando attivamente le monete.

Naturalmente, la transizione può anche portare risultati positivi:

• Il consumo di energia elettrica diminuisce e l'impatto ambientale si riduce.
• La blockchain sarà suddivisa in aree autonome che interagiscono tra loro gestendo ciascuna la propria transazione - shard. La decentralizzazione aumenterà.
• Per estrarre le monete, gli investimenti dovranno essere effettuati nella rete di criptovalute, non nell'hardware.
• I problemi di scalabilità e velocità di esecuzione delle transazioni volontàscomparire (la rete sarà in grado di confermare fino a 100 mila transazioni al secondo).
• Le commissioni diminuiranno.

Sintesi

Nel marzo 2022, Ethereum funziona ancora con un algoritmo proof-of-work e i minatori vengono pagati per confermare tutte le azioni sulla rete. Il vantaggio del mining ETH è la resilienza ASIC. Ciò significa che quando la rete cambia, le schede video sintonizzate sull'algoritmo di mining (Ethash di Ethereum) possono essere utilizzate per piattaforme decentralizzate simili come Ubiq o Expanse. In questo modo, i minatori non subiranno perdite come se avessero investito in schede video.

Non ci sono restrizioni per le schede grafiche. Possono funzionare con qualsiasi algoritmo di criptovaluta disponibile. Il vantaggio del mining di Ethereum è che i proprietari di unità di elaborazione grafica (GPU) non hanno nemmeno bisogno di utilizzare l'hash rate degli ASIC, perché le schede video sono già programmate con gli algoritmi giusti (SHA-256 e Scrypt).

Non si sa ancora quando la rete Ethereum passerà finalmente al meccanismo di consenso Proof-of-Stake e i minatori potranno sfruttare i sistemi in vigore. È possibile che gli sviluppatori decidano di utilizzare un algoritmo ibrido. In questo caso, i profitti derivanti dal mining diminuiranno, ma non scompariranno del tutto. La diversificazione aiuterà i partecipanti alla rete a mantenere il livello abituale di reddito derivante dal mining di Ethereum.

Domande frequenti